KR20190027686A - Photon detecting device - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a photon detecting device with high efficiency of light detection. The photon detecting device comprises: a first light receiving unit outputting a first signal by receiving a gate signal; a second light receiving unit outputting a second signal by receiving the gate signal; and a determination unit determining whether photons are received based on the first signal from the first light receiving unit and the second signal from the second light receiving unit. The photons are incident on the first light receiving unit of the first and second light receiving units. A breakdown voltage of the second light receiving unit is larger than a breakdown voltage of the first light receiving unit.

Description

광자 검출 장치{PHOTON DETECTING DEVICE}[0001] PHOTON DETECTING DEVICE [

본 발명은 광자 검출 장치에 관한 것으로, 특히 높은 광 검출 효율을 갖는 광자 검출 장치에 대한 것이다. The present invention relates to a photon detection apparatus, and more particularly to a photon detection apparatus having high photon detection efficiency.

양자 암호 통신을 비롯한 정보 통신 기술의 발달과 함께 단일 광자 수준의 미약한 광 신호를 검출하는 기술의 중요성이 증가하고 있다.With the development of information and communication technologies, including quantum cryptography, the importance of techniques for detecting weak optical signals at the single photon level has increased.

단일 광자와 같이 세기가 미약한 광 신호를 검출할 수 있는 단일 광자 검출 장치(Single Photon Detector)에서는, 수광소자로서 아발란치 포토 다이오드(Avalanche Photo Diode)가 주로 이용된다.In a single photon detector (single photon detector) capable of detecting a weak optical signal such as a single photon, an Avalanche Photo Diode is mainly used as a light receiving element.

아발란치 포토 다이오드가 가이거 모드로 동작 되는 단일 광자 검출 장치에서는, 아발란치 포토 다이오드에서 발생되는 아발란치 신호가 미약한 경우 아발란치 포토 다이오드의 정전 용량성 응답 신호에 묻히게 되어, 아발란치 신호 만을 획득(또는 검출)하는데 어려움이 있다.In a single photon detection apparatus in which the Avalanche photodiode operates in the Gager mode, when the avalanche signal generated from the avalanche photodiode is weak, it is buried in the electrostatic capacitive response signal of the avalanche photodiode, It is difficult to acquire (or detect) the signal only.

본 발명은 고속으로 동작하고 높은 광 검출 효율을 갖는 광자 검출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a photon detection device that operates at a high speed and has high light detection efficiency.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광자 검출 장치는, 게이트 신호를 공급받아 제 1 신호를 출력하는 제 1 수광부; 상기 게이트 신호를 공급받아 제 2 신호를 출력하는 제 2 수광부; 및 상기 제 1 수광부로부터의 제 1 신호와 상기 제 2 수광부로부터의 제 2 신호를 근거로 광자의 수신 여부를 판단하는 판단부를 포함하며; 상기 제 1 수광부 및 제 2 수광부 중 상기 제 1 수광부에 광자가 입사되며; 상기 제 1 수광부의 항복 전압과 상기 제 2 수광부의 항복 전압이 다르다.According to an aspect of the present invention, there is provided a photon detection apparatus including a first photodetector receiving a gate signal and outputting a first signal; A second light receiving unit receiving the gate signal and outputting a second signal; And a determination unit determining whether a photon is received based on a first signal from the first light receiving unit and a second signal from the second light receiving unit; A photon is incident on the first light receiving portion of the first light receiving portion and the second light receiving portion; The breakdown voltage of the first light receiving section and the breakdown voltage of the second light receiving section are different.

상기 제 2 수광부의 항복 전압은 상기 제 1 수광부의 항복 전압보다 더 크다.And the breakdown voltage of the second light receiving portion is larger than the breakdown voltage of the first light receiving portion.

상기 제 2 수광부의 항복 전압은 상기 제 1 수광부의 항복 전압보다 0.1V ~ 10V 더 크다.The breakdown voltage of the second light receiving portion is 0.1 V to 10 V greater than the breakdown voltage of the first light receiving portion.

상기 제 1 수광부 및 제 2 수광부는 선별된 개개의 모듈로 구성할 수 있다.The first light-receiving unit and the second light-receiving unit may be configured with individual modules selected.

상기 제 1 수광부 및 제 2 수광부는 선별된 개개의 칩으로 동일 서브마운트 상에 부착하여 구성할 수 있다.And the first light receiving portion and the second light receiving portion may be attached to the same submount with individual chips selected therefrom.

상기 제 1 수광부 및 제 2 수광부는 동일 기판(substrate) 상에 동시에 제조하여 구성할 수 있다. The first light receiving portion and the second light receiving portion may be simultaneously fabricated on the same substrate.

상기 동일 기판 상에 형성하는 제 1 수광부의 증폭층과 상기 제 2 수광부의 증폭층은 서로 다른 두께를 갖는다.The amplification layer of the first light receiving portion and the amplification layer of the second light receiving portion formed on the same substrate have different thicknesses.

상기 동일 기판 상에 형성하는 제 2 수광부의 증폭층은 상기 제 1 수광부의 증폭층보다 더 큰 두께를 갖는다.The amplification layer of the second light receiving portion formed on the same substrate has a larger thickness than the amplification layer of the first light receiving portion.

상기 동일 기판 상에 형성하는 제 2 수광부의 증폭층은 상기 제 1 수광부의 증폭층보다 5% 내지 50% 더 큰 두께를 갖는다.And the amplification layer of the second light receiving portion formed on the same substrate has a thickness 5% to 50% larger than the amplification layer of the first light receiving portion.

상기 동일 기판 상에 형성하는 제 1 수광부의 증폭층과 상기 제 2 수광부의 증폭층은 서로 다른 직경을 갖는다.The amplification layer of the first light receiving section and the amplification layer of the second light receiving section formed on the same substrate have different diameters.

상기 동일 기판 상에 형성하는 제 2 수광부의 증폭층은 상기 제 1 수광부의 증폭층보다 더 큰 직경을 갖는다.And the amplification layer of the second light receiving portion formed on the same substrate has a larger diameter than the amplification layer of the first light receiving portion.

광자 검출 장치는 상기 제 1 수광부 및 상기 제 2 수광부가 위치한 기판을 더 포함한다. The photon detection apparatus further includes a substrate on which the first light receiving section and the second light receiving section are located.

상기 제 1 수광부 및 상기 제 2 수광부는 상기 기판의 제 1 면 상에 위치한다.The first light receiving portion and the second light receiving portion are located on the first surface of the substrate.

광자 검출 장치는 상기 기판의 제 1 면과 마주보는 상기 기판의 제 2 면 상에 위치한 차단막을 더 포함한다.The photon detection device further includes a blocking film located on a second side of the substrate facing the first side of the substrate.

상기 차단막은 상기 제 1 수광부에 대응되게 위치한 투과홀을 갖는다.The blocking film has a through hole located corresponding to the first light receiving portion.

광자 검출 장치는 상기 투과홀 내에 위치한 반사 방지막을 더 포함한다.The photon detection device further includes an antireflection film disposed in the transmission hole.

상기 기판의 제 1 면은 상기 제 1 수광부와 상기 제 2 수광부 사이의 소자 분리홈에 의해 구분된 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하며; 상기 제 1 수광부는 상기 제 1 영역에 위치하고, 상기 제 2 수광부는 상기 제 2 영역에 위치한다.Wherein the first surface of the substrate includes a first region and a second region separated by an element isolation groove between the first light receiving portion and the second light receiving portion; The first light receiving portion is located in the first region, and the second light receiving portion is located in the second region.

상기 게이트 신호에 의한 상기 제 1 수광부의 정전 용량성 응답 특성은 상기 게이트 신호에 의한 상기 제 2 수광부의 정전 용량성 응답 특성과 대동소이하다.The electrostatic capacitive response characteristic of the first light receiving portion due to the gate signal is greatly different from the electrostatic capacitive response characteristic of the second light receiving portion due to the gate signal.

상기 제 1 수광부 및 상기 제 2 수광부 중 적어도 하나는 아발란치 포토 다이오드(avalanche photo diode)를 포함한다.At least one of the first light receiving portion and the second light receiving portion includes an avalanche photo diode.

본 발명에 따른 광자 검출 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.The photon detection apparatus according to the present invention provides the following effects.

첫째, 본 발명의 제 2 수광부는 광 또는 광자가 입사되는 제 1 수광부보다 더 큰 항복 전압을 갖는다. 따라서, 동일한 크기의 게이트 신호에 대하여 제 1 수광부는 가이거 모드로 동작하는 반면, 제 2 수광부는 가이거 모드로 동작하지 않는다. 즉, 제 2 수광부는 가이거 모드에서의 역바이어스 상태 보다 더 작은 역바이스 상태에서 동작되므로 제 2 수광부의 아발란치 증폭은 작다. 따라서, 제 2 수광부의 암계수 발생 확률은 감소하며, 이에 따라 제 2 수광부로부터의 노이즈 펄스가 감소하며, 결국 이 노이즈 펄스에 영향을 받는 제 1 수광부 출력의 신뢰성이 향상될 수 있다.First, the second light receiving portion of the present invention has a larger breakdown voltage than the first light receiving portion where light or photon is incident. Therefore, for the gate signal of the same size, the first light receiving section operates in the Geiger mode, while the second light receiving section does not operate in the Geiger mode. That is, since the second light receiving portion is operated in a reverse bias state which is smaller than the reverse bias state in the Geiger mode, the amplification of the second light receiving portion is small. Thus, the probability of occurrence of the dark-field intensity of the second light-receiving portion is reduced, thereby reducing the noise pulse from the second light-receiving portion, and consequently the reliability of the first light-receiving portion output affected by the noise pulse can be improved.

둘째, 제 2 수광부의 노이즈 펄스가 감소하므로, 제 1 수광부 및 제 2 수광부가 하나의 동일한 기판 상에 제조될 수 있다. 따라서, 제 1 수광부의 특성 및 제 2 수광부의 특성이 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다. 즉, 제 1 수광부 및 제 2 수광부 간의 특성 편차가 최소화될 수 있다. Secondly, since the noise pulse of the second light receiving portion is reduced, the first light receiving portion and the second light receiving portion can be manufactured on one same substrate. Therefore, the characteristics of the first light receiving portion and the characteristics of the second light receiving portion can be substantially maintained. That is, the characteristic deviation between the first light receiving portion and the second light receiving portion can be minimized.

셋째, 제 2 수광부의 노이즈 펄스가 감소함에 따라, 제 2 수광부로부터 더 정확한 크기 및 형태의 정전 용량성 응답 신호가 검출될 수 있다.Thirdly, as the noise pulse of the second light receiving portion is reduced, a more accurate size and shape of the capacitive response signal can be detected from the second light receiving portion.

넷째, 제 1 수광부의 정전 용량성 응답 신호와 제 2 수광부의 정전 용량성 응답 신호가 실질적으로 동일한 특성을 가지므로 작은 아발란치 증폭에 의해 발생된 아발란치 신호도 정확하게 검출될 수 있다. Fourth, since the electrostatic capacitive response signal of the first light receiving portion and the electrostatic capacitive response signal of the second light receiving portion have substantially the same characteristics, the avalanche signal generated by the small avalanche amplification can be accurately detected.

다섯째, 제 1 수광부의 아발란치 증폭을 작게 하여도 디지털 신호 검출이 가능하므로 애프터펄스 노이즈가 감소할 수 있다.Fifth, since the digital signal can be detected even if the amplification of the avalanche of the first light receiving unit is reduced, the after-pulse noise can be reduced.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광자 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 게이트 신호 발생부로부터 출력된 게이트 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
도 3은 제 1 수광부로부터 출력된 제 1 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b 도 1의 차동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 서로 다른 항복 전압을 갖는 제 1 수광부 및 제 2 수광부에 인가된 게이트 신호에 따른 아발란치 증폭의 크기를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 아발란치 포토 다이오드의 증폭층 두께에 따른 항복 전압의 변화를 나타낸 특성 곡선이다.
도 7a는 본 발명의 도 1의 수광부의 단면 구조를 나타낸 도면이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 화살표 방향으로 수광부를 바라보았을 때의 제 1 증폭층 및 제 2 증폭층의 평면도이다.
1 is a diagram illustrating a photon detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a waveform of a gate signal outputted from the gate signal generating unit of FIG.
3 is a diagram showing a waveform of a first signal output from the first light receiving unit.
4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the differential portion of FIG.
5 is a view for explaining the magnitude of amplification of avalanche according to gate signals applied to first and second light receiving portions having different breakdown voltages.
6 is a characteristic curve showing a change in the breakdown voltage according to the thickness of the amplification layer of the Avalanche photodiode.
FIG. 7A is a view showing a cross-sectional structure of the light-receiving portion of FIG. 1 of the present invention. FIG.
7B is a plan view of the first amplification layer and the second amplification layer when the light receiving portion is viewed in the direction of the arrow shown in Fig. 7A.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known process steps, well known device structures, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. It will be understood that when an element such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the element directly over another element, Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Also, when a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "below " another portion, it includes not only a case where it is" directly underneath "another portion but also another portion in between. Conversely, when a part is "directly underneath" another part, it means that there is no other part in the middle.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" May be used to readily describe a device or a relationship of components to other devices or components. Spatially relative terms should be understood to include, in addition to the orientation shown in the drawings, terms that include different orientations of the device during use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element. Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The elements can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In this specification, when a part is connected to another part, it includes not only a direct connection but also a case where the part is electrically connected with another part in between. Further, when a part includes an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary, it may include other elements.

본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.The terms first, second, third, etc. in this specification may be used to describe various components, but such components are not limited by these terms. The terms are used for the purpose of distinguishing one element from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second or third component, and similarly, the second or third component may be alternately named.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

이하, 도 1 내지 도 7b를 참조로 본 발명에 광자 검출 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a photon detection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7B.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광자 검출 장치를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a photon detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 한 실시예에 따른 광자 검출 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 수광부(APD), 게이트 신호 발생부(102) 및 판단부(105)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the photon detection apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light receiving unit (APD), a gate signal generation unit 102, and a determination unit 105.

수광부(APD)는 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)를 포함한다. The light receiving unit APD includes a first light receiving unit APD1 and a second light receiving unit APD2.

제 1 수광부(APD1)는 아발란치 포토 다이오드를 포함한다. 예를 들어, 제 1 수광부(APD1)는 아발란치 포토 다이오드일 수 있다.The first light receiving portion APD1 includes an Avalanche photodiode. For example, the first light receiving unit APD1 may be an Avalanche photodiode.

제 2 수광부(APD2)는 아발란치 포토 다이오드를 포함한다. 예를 들어, 제 2 수광부(APD2)는 아발란치 포토 다이오드일 수 있다.The second light receiving portion APD2 includes an Avalanche photodiode. For example, the second light receiving portion APD2 may be an Avalanche photodiode.

제 1 수광부(APD1)는 제 2 수광부(APD2)에 병렬로 접속된다. 예를 들어, 제 1 수광부(APD1)의 캐소드 전극 및 제 2 수광부(APD2)의 캐소드 전극은 제 1 노드(n1)에 연결되며, 제 1 수광부(APD1)의 애노드 전극은 제 2 노드(n2)에 연결되며, 제 2 수광부(APD2)의 애노드 전극은 제 3 노드(n3)에 연결된다. The first light receiving portion APD1 is connected to the second light receiving portion APD2 in parallel. For example, the cathode electrode of the first light receiving unit APD1 and the cathode electrode of the second light receiving unit APD2 are connected to the first node n1, and the anode electrode of the first light receiving unit APD1 is connected to the second node n2. And the anode electrode of the second light receiving unit APD2 is connected to the third node n3.

제 1 노드(n1)는 게이트 신호 발생부(102)에 연결된다.The first node n1 is connected to the gate signal generator 102. [

제 2 노드(n2)는 저항(R1)에 연결된다. 예를 들어, 제 2 노드(n2)는 저항(R1)의 일측 단자에 연결된다. 이때 이 저항(R1)의 타측 단자는 그라운드(ground)에 연결된다.The second node n2 is connected to the resistor R1. For example, the second node n2 is connected to one terminal of the resistor R1. At this time, the other terminal of the resistor R1 is connected to the ground.

제 3 노드(n3)는 저항(R2)에 연결된다. 예를 들어 제 3 노드(n3)는 저항(R3)의 일측 단자에 연결된다. 이때 이 저항(R2)의 타측 단자는 그라운드(ground)에 연결된다.The third node n3 is connected to the resistor R2. For example, the third node n3 is connected to one terminal of the resistor R3. At this time, the other terminal of the resistor R2 is connected to the ground.

게이트 신호 발생부(102)는 구형파 형태(예를 들어, 펄스 형태 또는 사인파 형태)의 게이트 신호(GS)를 출력한다. 이 게이트 신호 발생부(102)로부터 출력된 게이트 신호(GS)는 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)로 공급된다. 다시 말하여, 게이트 신호 발생부(102)로부터의 게이트 신호(GS)는 그 제 1 노드(n1)를 통해 제 1 수광부(APD1)의 캐소드 전극 및 제 2 수광부(APD2)의 캐소드 전극에 각각 인가된다.The gate signal generator 102 outputs a gate signal GS in the form of a square wave (for example, in the form of a pulse or a sine wave). The gate signal GS output from the gate signal generating section 102 is supplied to the first light receiving section APD1 and the second light receiving section APD2. In other words, the gate signal GS from the gate signal generator 102 is applied to the cathode electrode of the first light receiving unit APD1 and the cathode electrode of the second light receiving unit APD2 through the first node n1 do.

게이트 신호 발생부(102)로부터의 게이트 신호(GS)에 의해 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2) 중 적어도 하나는 게이티드 가이거 모드(gated Geiger mode; 이하, 가이거 모드)로 동작한다.At least one of the first light receiving unit APD1 and the second light receiving unit APD2 operates in a gated Geiger mode (Geiger mode) by the gate signal GS from the gate signal generating unit 102 .

게이트 신호 발생부(102)는 직류 전압원(112) 및 펄스 발생부(111)를 포함한다. 직류 전압원(112)은 직류 전압(Vdc; 예를 들어, 바이어스 전압)을 제공하며, 펄스 발생부(111)는 펄스(PS)를 발생한다. 게이트 신호 발생부(102)는 직류 전압(Vdc)을 기준으로 스윙하는 펄스(PS), 즉 게이트 신호(GS)를 생성한다.The gate signal generator 102 includes a DC voltage source 112 and a pulse generator 111. The DC voltage source 112 provides a DC voltage Vdc (e.g., a bias voltage), and the pulse generating unit 111 generates a pulse PS. The gate signal generator 102 generates a pulse PS, that is, a gate signal GS swinging on the basis of the DC voltage Vdc.

도 2는 도 1의 게이트 신호 발생부(102)로부터 출력된 게이트 신호(GS)의 파형을 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing the waveform of the gate signal GS output from the gate signal generator 102 of FIG.

게이트 신호(GS)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 활성화 기간(Ta) 동안 제 1 전압(Vgh)으로 유지되며, 그 활성화 기간(Ta)을 제외한 나머지 비활성화 기간(Tna) 동안 제 2 전압(Vgl)으로 유지된다. 다시 말하여, 게이트 신호(GS)는 활성화 기간(Ta)에 직류 전압보다 더 높은 제 1 전압(Vgh)으로 유지되며, 비활성화 기간(Tna) 동안 그 제 1 전압(Vgh)보다 더 낮은 제 2 전압(Vgl)으로 유지된다.The gate signal GS is maintained at the first voltage Vgh during the activation period Ta and is maintained at the second voltage Vth during the rest of the inactivation period Tna except for the activation period Ta, Vgl). In other words, the gate signal GS is maintained at the first voltage (Vgh) higher than the DC voltage during the activation period Ta and is maintained at the second voltage (Vgh) lower than the first voltage (Vgh) (Vgl).

게이트 신호(GS)의 제 2 전압(Vgl)은 전술된 직류 전압(Vdc), 즉 바이어스 전압에 해당한다.The second voltage Vgl of the gate signal GS corresponds to the above-described direct-current voltage Vdc, i.e., the bias voltage.

도 2의 VG는 게이트 신호(GS)의 진폭을 의미한다. 그리고, 도 2의 ΔV는 항복 전압(VB)과 게이트 신호(GS; 즉, 게이트 신호(GS)의 제 1 전압(Vgh)) 간의 차전압(즉, 차전압의 절대값)으로서, 이 차전압(ΔV)은 오버 바이어스(over bias) 전압을 의미한다. V G in Fig. 2 means the amplitude of the gate signal GS. 2 is the difference voltage (i.e., the absolute value of the difference voltage) between the breakdown voltage VB and the gate signal GS (i.e., the first voltage Vgh of the gate signal GS) (? V) means an over bias voltage.

도 2의 Tg는 게이트 신호(GS)의 한 주기를 의미한다.Tg in Fig. 2 means one period of the gate signal GS.

외부(예를 들어, 광원)로부터의 광(예를 들어, 광자)는 전술된 활성화 기간(Ta)에 수광부(APD)에 입사된다. 이때, 이 광자는 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2) 중 어느 하나에만 입사된다. 예를 들어, 그 외부로부터의 광자는 제 1 수광부(APD1)에 입사되고, 제 2 수광부(APD2)에는 입사되지 않는다. 이와 같은 경우, 광자를 공급받는 제 1 수광부(APD1)는 주 수광부(APD)로 정의되고, 광자를 공급받지 않는 제 2 수광부(APD2)는 보조 수광부(APD)로 정의될 수 있다.Light (e.g., photons) from the outside (e.g., a light source) is incident on the light receiving portion APD in the above-described activation period Ta. At this time, the photon is incident on only one of the first light receiving unit APD1 and the second light receiving unit APD2. For example, the photons from the outside are incident on the first light-receiving unit APD1, and are not incident on the second light-receiving unit APD2. In this case, the first light receiving unit APD1 receiving the photon is defined as the main light receiving unit APD, and the second light receiving unit APD2 not receiving the photon can be defined as the auxiliary light receiving unit APD.

외부로부터의 광자는 게이트 신호(GS)가 제 1 전압(Vgh)으로 유지되는 활성화 기간(Ta)에 제 1 수광부(APD1)로 입사하도록 제어될 수 있다.The photons from the outside can be controlled to be incident on the first light receiving section APD1 in the activation period Ta in which the gate signal GS is maintained at the first voltage Vgh.

제 1 전압(Vgh)은 제 1 수광부(APD1)의 항복 전압(VB)보다 더 크다. 제 1 전압(Vgh)이 제 1 수광부(APD1)에 인가될 때 제 1 수광부(APD1)는 활성화 기간(Ta) 동안에 가이거 모드로 동작한다.The first voltage Vgh is larger than the breakdown voltage VB of the first light receiving portion APD1. When the first voltage Vgh is applied to the first light receiving unit APD1, the first light receiving unit APD1 operates in the Geiger mode during the activation period Ta.

게이트 신호(GS)는 수십 메가 헤르츠(MHz) 내지 수 기가 헤르츠(GHz)의 주파수를 가질 수 있다.The gate signal GS may have a frequency of from tens of megahertz (MHz) to several gigahertz (GHz).

가이거 모드의 제 1 수광부(APD1)에 광 또는 광자(예를 들어, 단일 광자)가 입사하여 그 제 1 수광부(APD1)에 캐리어(전자-전공 쌍)가 생성되면 전자 또는 정공이 그 제 1 수광부(APD1)의 증폭층으로 이동하여 아발란치 메커니즘에 의해 증폭된다. 예를 들어, 순방향 바이어스시, 아발란치 포토 다이오드(즉, 제 1 수광부(APD1))는 이의 문턱 전압(예를 들면, 약 1.0V) 이상에서 턴-온(Turn-on)된다. 반면, 역방향 바이어스시, 외부에서 인가한 전압이 항복 전압(VB) 이상이 되면 아발란치 포토 다이오드의 PN 접합면에서 높은 전계가 형성된다. 이때, 광자의 흡수에 의해 발생한 전자 또는 정공이 높은 전계가 인가된 증폭층에 주입되면 연속적인 아발란치 증폭(Avalanche impact ionization) 과정을 거쳐 전류로 증폭되는 전자 눈사태 현상(Avalanche breakdown)이 발생한다. 이 시점에서는 역방향 전류가 급격히 증가하게 된다.When a light or a photon (for example, a single photon) is incident on the first light receiving unit APD1 of the Geiger mode and a carrier (electron-pair) is generated in the first light receiving unit APD1, (APD1) and amplified by the avalanche mechanism. For example, in the forward bias, the avalanche photodiode (i.e., the first light receiving portion APD1) is turned on at its threshold voltage (e.g., about 1.0 V) or more. On the other hand, in reverse bias, when the externally applied voltage exceeds the breakdown voltage VB, a high electric field is formed at the PN junction of the avalanche photodiode. At this time, when electrons or holes generated by the absorption of photons are injected into an amplification layer to which a high electric field is applied, avalanche impact ionization is performed, and an avalanche breakdown is generated which is amplified by current through a process of avalanche impact ionization . At this point, the reverse current rapidly increases.

아발란치 포토 다이오드의 가이거 모드는 항복 전압 보다 큰 역바이어스 조건에서 수행되는 광검출 동작을 의미한다. 아발란치 포토 다이오드는 항복 전압 이하의 역바이어스 조건에서는 저이득 및 선형적인 광자 검출 특성을 갖는다. 즉, 아발란치 포토 다이오드는 입사된 광자의 수에 비례하는 광전류를 생성한다.The Geiger mode of the Avalanche photodiode signifies a photodetection operation that is performed under reverse bias conditions greater than the breakdown voltage. Avalanche photodiodes have low gain and linear photon detection characteristics under reverse bias conditions below breakdown voltage. That is, the avalanche photodiode produces a photocurrent proportional to the number of photons incident.

하지만, 아발란치 포토 다이오드는 가이거 모드에서는 선형적인 광검출 특성을 잃어버린다. 광검출을 위한 가이거 모드에서, 아발란치 포토 다이오드는 선형 특성을 잃어버리는 대신 큰 이득을 제공한다.However, avalanche photodiodes lose linear photodetecting properties in Geiger mode. In Geiger mode for optical detection, the Avalanch photodiode provides a large gain instead of losing its linear characteristics.

가이거 모드에서, 아발란치 포토 다이오드는 이론적으로는 단일 광자(Single photon)를 검출하여 광전류(즉, 가이거 전류)로 생성할 수 있다. 따라서, 가이거 모드에서는 상대적으로 큰 광전류가 생성될 수 있으므로 별도의 복잡한 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier) 없이도 광자가 검출될 수 있다.In Geiger mode, avalanche photodiode can theoretically detect single photons and produce photocurrent (ie, Geiger current). Therefore, a relatively large photocurrent can be generated in the Geiger mode, so that a photon can be detected without a separate complicated low noise amplifier (Low Noise Amplifier).

한편, 아발란치 포토 다이오드는 외부로부터 입사되는 광자가 없는 경우에도 광자가 탐지되었을 때와 동일한 신호를 출력할 수도 있는데, 이러한 탐지 비율을 암계수 발생 확률(Dark Count Probability pre gate: DCP)이라고 한다. 암계수로 표현되는 아발란치 포토 다이오드의 암전류의 발생요인은 크게 세 가지로 구분할 수 있는데, 첫째는 열적 여기에 의한 전자-홀 쌍의 생성, 둘째는 공핍 영역에서 터널효과로 인한 전류 발생, 셋째는 이전에 들어온 빛에 의해 생성된 전하가 갇혀 있다가 다음 번 역바이어스에 의해 아발란치 되는 현상이다.On the other hand, the Avalanche photodiode may output the same signal as when the photon is detected even when there is no photon incident from the outside. Such a detection ratio is called a Dark Count Probability pre-gate (DCP) . The dark current of the avalanche photodiode represented by the dark factor can be divided into three types. First, the generation of electron-hole pairs by thermal excitation, the second is the current generation due to the tunnel effect in the depletion region, Is a phenomenon in which the charge generated by the previously introduced light is trapped and then compensated by the next reverse bias.

이러한 단일 광자 검출장치, 특히 아발란치 포토 다이오드가 가이거 모드로 동작 되는 단일 광자 검출 장치에서, 아발란치 현상의 발생 과정 중 생성된 전하 캐리어들(Charge Carriers) 중의 일부는 즉시 소멸되지 않는다. 이에, 완전히 소멸되지 않은 전하 캐리어들은 아발란치 포토 다이오드 내부에 남아 있게 되고, 완전히 소멸되지 않고 아발란치 포토 다이오드 내부에 남아 있는 전하 캐리어들은 다음 게이트 신호(GS)가 그 아발란치 포토 다이오드에 인가될 때 아발란치를 발생시킨다. 이러한 현상을 애프터 펄스 노이즈(after pulse noise) 효과라고 한다. 애프터 펄스 노이즈는 양자정보통신에 있어서 신호대잡음비 감소의 주된 요인이 될 수 있으며, 광자 검출의 고속 동작에 장애가 되는 요인이므로 가급적 애프터 펄스 발생 확률을 낮추는 것이 바람직하다.In such a single photon detection device, in particular a single photon detection device in which the avalanche photodiode is operated in the Geiger mode, some of the charge carriers created during the development of the avalanche phenomenon do not immediately disappear. Thus, the charge carriers that have not completely disappeared remain within the Avalanche photodiode, and the charge carriers remaining inside the Avalanche photodiode, without being completely eliminated, are transferred to the Avalanche photodiode And generates avalanche when applied. This phenomenon is called an after pulse noise effect. The after-pulse noise can be a main factor of the reduction of the signal-to-noise ratio in the quantum information communication, and it is preferable to reduce the probability of occurrence of the after-pulse as much as possible because it is a factor that obstructs the high-

아발란치 포토 다이오드의 캐소드 전극에 게이트 신호(GS)의 제 1 전압(Vgh)이 인가되면 이 아발란치 포토 다이오드는 턴-온되며, 이 턴-온된 아발란치 포토 다이오드의 애노드 전극으로부터 신호가 출력된다. 이 신호는 그 아발란치 포토 다이오드 고유의 정전 용량에 기인한 정전 용량성 응답 신호를 포함한다. 이 정전 용량성 응답 신호는 아발란치 신호의 백그라운드(background) 신호로서 작용한다.When the first voltage (Vgh) of the gate signal (GS) is applied to the cathode electrode of the Avalanche photodiode, the Avalanche photodiode is turned on, and the signal from the anode electrode of the turned-on Avalanche photodiode Is output. This signal contains a capacitive response signal due to the inherent capacitance of the avalanche photodiode. This capacitive response signal acts as a background signal for the avalanche signal.

예를 들어, 광자와 제 1 전압(Vgh)을 공급받는 제 1 수광부(APD1)로부터 출력된 신호(이하, 제 1 신호)는 아발란치 신호 및 그 제 1 수광부(APD1) 고유의 정전 용량성 응답 신호(이하, 제 1 정전 용량성 응답 신호)를 포함한다. 한편, 제 1 전압(Vgh)을 공급받는 제 2 수광부(APD2)로부터 출력된 신호(이하, 제 2 신호)는 그 제 2 수광부(APD2) 고유의 정전 용량성 응답 신호(이하, 제 2 정전 용량성 응답 신호)를 포함한다. 즉, 광자를 제공받지 않는 제 2 수광부(APD2)는 아발란치 신호는 출력하지 않고, 제 2 정전 용량성 응답 신호를 출력한다.For example, a signal (hereinafter referred to as a first signal) output from a photodetector and a first light receiving section APD1 supplied with a first voltage Vgh is supplied with an avalanche signal and a capacitance of the first light receiving section APD1 (Hereinafter referred to as a first electrostatic capacitive response signal). On the other hand, a signal (hereinafter, referred to as a second signal) output from the second light receiving section APD2 supplied with the first voltage Vgh is supplied to a second capacitance Cp corresponding to the capacitance of the second light receiving section APD2 Response signal). That is, the second light-receiving unit APD2, which is not provided with the photon, outputs the second electrostatic capacitive response signal without outputting the avalanche signal.

도 3은 제 1 수광부(APD1)로부터 출력된 제 1 신호(S1)의 파형을 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing the waveform of the first signal S1 output from the first light receiving unit APD1.

도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 신호(S1)는 아발란치 신호(Av) 및 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)를 포함한다.As shown in Fig. 3, the first signal S1 includes an avalanche signal Av and a first capacitive response signal Cp1.

한편, 도시되지 않았지만, 제 2 수광부(APD2)로부터의 제 2 신호는 제 2 정전 용량성 응답 신호를 포함한다. 즉, 전술된 바와 같이, 제 2 수광부(APD2)에는 광자가 입력되지 않으므로, 이 제 2 수광부(APD2)에 제 1 게이트 신호(GS)가 인가되면 제 2 수광부(APD2)는 그 제 2 수광부(APD2) 고유의 정전 용량에 기인한 정전 용량성 응답 신호를 출력한다.On the other hand, although not shown, the second signal from the second light receiving portion APD2 includes the second electrostatic capacitive response signal. That is, as described above, since no photon is input to the second light-receiving unit APD2, when the first gate signal GS is applied to the second light-receiving unit APD2, the second light-receiving unit APD2 is connected to the second light- APD2) to output the electrostatic capacitive response signal due to the inherent electrostatic capacity.

아발란치 신호의 디지털 값은 문턱 값(Vth)을 근거로 결정된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 아발란치 신호(Av1)가 문턱 값(Vth)보다 작거나 같을 경우, 그 아발란치 신호의 디지털 값은 0으로 결정된다. 반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 아발란치 신호(Av2)가 문턱 값(Vth)보다 더 클 경우, 그 아발란치 신호(Av2)의 디지털 값은 1로 결정된다. 아발란치 신호(Av2)의 디지털 값이 1로 결정될 때 제 1 수광부(APD1)에 광자가 입사된 것으로 판단된다.The digital value of the avalanche signal is determined based on the threshold value (Vth). For example, as shown in Fig. 3, when the avalanche signal Av1 is less than or equal to the threshold value Vth, the digital value of the avalanche signal is determined to be zero. On the other hand, as shown in Fig. 3, when the avalanche signal Av2 is larger than the threshold value Vth, the digital value of the avalanche signal Av2 is determined to be 1. It is judged that the photon is incident on the first light receiving unit APD1 when the digital value of the Avalanche signal Av2 is determined as 1. [

문턱 값이(Vth) 작을수록 더 작은 크기의 아발란치 신호도 검출될 수 있다. 그러나, 이 문턱 값(Vth)이 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)보다 작을 경우, 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)에 의해 1의 디지털 값이 산출될 수 있다. 다시 말하여, 제 1 수광부(APD1)에 광자가 입사되지도 않았음에도 불구하고, 1의 디지털 값이 산출될 수 있다. 이러한 오동작을 방지하기 위해 문턱 값(Vth)은 최소한 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)보다 더 커야 한다. 그러나, 문턱 값(Vth)이 증가하기 위해서는 제 1 수광부(APD1)의 증폭도가 증가하여야 하며, 제 1 수광부(APD1)의 증폭도가 증가하면 전술된 애프터 펄스 노이즈가 증가하는 문제점이 발생된다.The smaller the threshold value (Vth), the smaller the amplitude of the avalanche signal can be detected. However, when the threshold value Vth is smaller than the first electrostatic capacitive response signal Cp1, a digital value of 1 can be calculated by the first electrostatic capacitive response signal Cp1. In other words, although the photon is not incident on the first light-receiving unit APD1, a digital value of 1 can be calculated. In order to prevent such a malfunction, the threshold value Vth must be at least larger than the first electrostatic capacitive response signal Cp1. However, in order to increase the threshold value Vth, the amplification degree of the first light receiving section APD1 must be increased, and if the amplification degree of the first light receiving section APD1 is increased, the above-described after-pulse noise increases.

제 1 수광부(APD1)와 제 2 수광부(APD2)는 실질적으로 동일한 정전 용량성 응답 특성을 갖는다. 다시 말하여, 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)는 제 2 정전 용량성 응답 신호와 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 제 2 정전 용량성 응답 신호는 도 3의 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)와 동일할 수 있다.The first light receiving portion APD1 and the second light receiving portion APD2 have substantially the same electrostatic capacitive response characteristic. In other words, the first capacitive response signal Cp1 is substantially the same as the second capacitive response signal. For example, the second electrostatic capacitive response signal may be the same as the first electrostatic capacitive response signal Cp1 of FIG.

판단부(105)는 제 1 수광부(APD1)로부터의 제 1 신호(즉, 아발란치 신호(Av) 및 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1))와 제 2 수광부(APD2)로부터의 제 2 신호(즉, 제 2 정전 용량성 응답 신호)를 근거로 광자의 수신 여부를 판단한다. 이러한 판단부(105)는 차동부(103) 및 판별부(104)를 포함할 수 있다.The determination unit 105 determines whether or not the first signal (i.e., the avalanche signal Av and the first electrostatic capacitive response signal Cp1) from the first light receiving unit APD1 and the second signal from the second light receiving unit APD2 And determines whether the photon is received based on the signal (i.e., the second electrostatic capacitive response signal). The determination unit 105 may include a differential unit 103 and a determination unit 104.

차동부(103)는 제 1 수광부(APD1)의 애노드 전극으로부터 출력된 제 1 신호와 제 2 수광부(APD2)의 애노드 전극으로부터 출력된 제 2 신호를 공급받고, 그 제 1 신호와 제 2 신호의 차이 값을 출력한다. The differential section 103 receives the first signal output from the anode electrode of the first light receiving section APD1 and the second signal output from the anode electrode of the second light receiving section APD2 and outputs the first signal and the second signal And outputs the difference value.

이 차동부(103)의 동작을 도 4a 및 도 4b를 참조로 설명한다.The operation of the differential portion 103 will be described with reference to Figs. 4A and 4B.

도 4a 및 도 4b 도 1의 차동부(103)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.Figs. 4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the differential portion 103 of Fig. 1. Fig.

도 4a에 도시된 바와 같이, 차동부(103)는 제 2 신호(S2)의 위상을 180도 반전시키고, 그 위상 반전된 제 2 신호(S2)와 제 1 신호(S1)를 합성한다. As shown in Fig. 4A, the differential section 103 inverts the phase of the second signal S2 by 180 degrees, and synthesizes the phase-inverted second signal S2 and the first signal S1.

전술된 바와 같이, 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)와 제 2 정전 용량성 응답 신호(Cp2)가 실질적으로 동일한 크기를 가지므로, 제 1 신호(S1)와 위상 반전된 제 2 신호(S2)가 합성되면 제 1 신호(S1)의 아발란치 신호(Av)만이 검출된다. 즉, 반전된 제 2 신호(S2)의 제 2 정전 용량성 응답 신호(Cp2)는 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)와 상반된 극성을 가지므로, 동일한 크기(절대값 기준으로 동일한 크기)의 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)와 제 2 정전 용량성 응답 신호(Cp2)의 합은 실질적으로 0이다. 따라서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 신호(S1)와 위상 반전된 제 2 신호(S2) 간의 합성에 의해 생성된 신호(즉, 차동부(103)의 출력 신호)는 아발란치 신호(Av)이다.As described above, since the first electrostatic capacitive response signal Cp1 and the second electrostatic capacitive response signal Cp2 have substantially the same magnitude, the first signal S1 and the phase-inverted second signal S2 Is synthesized, only the avalanche signal Av of the first signal S1 is detected. That is, since the second electrostatic capacitive response signal Cp2 of the inverted second signal S2 has a polarity opposite to the first electrostatic capacitive response signal Cp1, the second electrostatic capacitive response signal Cp2 has the same magnitude The sum of the first electrostatic capacitive response signal Cp1 and the second electrostatic capacitive response signal Cp2 is substantially zero. 4B, the signal generated by the combination of the first signal S1 and the phase-inverted second signal S2 (i.e., the output signal of the differential section 103) (Av).

이와 같이 본 발명의 광원 검출 장치는 백그라운드 신호인 정전 용량성 응답 신호를 제거할 수 있으므로, 낮은 바이어스 조건 하에서도 상대적으로 높은 광 검출 효율을 나타낸다. 또한, 게이트 신호(GS)의 크기가 낮아질 수 있으므로 애프터 펄스 노이즈 효과에 따른 노이즈도 상당히 줄어들 수 있다.As described above, since the light source detecting apparatus of the present invention can remove the capacitive response signal, which is a background signal, it exhibits a relatively high light detection efficiency even under a low bias condition. In addition, since the size of the gate signal GS can be lowered, noise due to the after-pulse noise effect can be significantly reduced.

전술된 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)는 서로 다른 기판 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제 1 수광부(APD1)는 제 1 기판 상에 위치하고, 제 2 수광부(APD2)는 그 제 1 기판과 다른 제 2 기판 상에 위치할 수 있다. The first light-receiving unit APD1 and the second light-receiving unit APD2 may be located on different substrates. For example, the first light receiving portion APD1 may be located on the first substrate, and the second light receiving portion APD2 may be located on the second substrate different from the first substrate.

제 1 수광부(APD1) 및 제 1 기판을 포함하는 구성 요소를 제 1 모듈로 정의하고, 제 2 수광부(APD2) 및 제 2 기판을 포함하는 구성 요소를 제 2 모듈을 정의할 수 있다. 이와 같이 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)가 서로 다른 모듈에 독립적으로 위치하는 경우, 제 1 수광부(APD1)의 소자 특성과 제 2 수광부(APD2)의 소자 특성은 상이할 수 있다. 이 제 1 수광부(APD1)의 소자 특성과 제 2 수광부(APD2)의 소자 특성은 튜닝에 의해 동일하게 유지될 수 있다.A component including the first light receiving portion APD1 and the first substrate may be defined as a first module and a component including the second light receiving portion APD2 and the second substrate may be defined as a second module. When the first light-receiving unit APD1 and the second light-receiving unit APD2 are independently positioned in different modules, the device characteristics of the first light-receiving unit APD1 and the second light-receiving unit APD2 may be different from each other . The element characteristics of the first light-receiving section APD1 and the element characteristics of the second light-receiving section APD2 can be kept the same by tuning.

한편, 다른 실시예로서, 전술된 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)는 동일한 하나의 기판 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)는 모두 기판 상에 위치할 수 있다. 제 1 수광부(APD1), 제 2 수광부(APD2) 및 기판은 하나의 모듈에 포함될 수 있다. 이와 같이 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)가 동일한 모듈에 위치하는 경우, 제 1 수광부(APD1)의 소자 특성과 제 2 수광부(APD2)의 소자 특성은 실질적으로 동일하다.On the other hand, as another embodiment, the above-described first light-receiving unit APD1 and second light-receiving unit APD2 may be located on the same single substrate. For example, both the first light-receiving unit APD1 and the second light-receiving unit APD2 may be located on the substrate. The first light receiving unit APD1, the second light receiving unit APD2, and the substrate may be included in one module. When the first light-receiving unit APD1 and the second light-receiving unit APD2 are located in the same module, the device characteristics of the first light-receiving unit APD1 and the second light-receiving unit APD2 are substantially the same.

한편, 또 다른 실시예로서, 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)는 패터닝된 서브 마운트(sub mount) 상에 하이브리드(hybrid) 방식으로 집적될 수 있다. 이와 같이 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)가 하이브리드 방식으로 제조될 경우, 용이한 모듈 조립으로 인해 생산성이 증가할 수 있다.Meanwhile, as another embodiment, the first light receiving unit APD1 and the second light receiving unit APD2 may be integrated in a hybrid manner on a patterned submount. When the first light receiving unit APD1 and the second light receiving unit APD2 are manufactured in a hybrid manner, productivity can be increased due to easy module assembly.

제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)는 서로 다른 항복 전압을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 수광부(APD2)의 항복 전압은 제 1 수광부(APD1)의 항복 전압보다 더 클 수 있다. 다시 말하여, 광자가 입사되는 제 2 수광부(APD2)는 광자가 입사되지 않는 제 1 수광부(APD1)보다 더 큰 항복 전압을 가질 수 있다. 하나의 예로서, 제 2 수광부(APD2)의 항복 전압은 제 1 수광부(APD1)의 항복 전압보다 0.1V ~ 10V 더 크다.The first light receiving unit APD1 and the second light receiving unit APD2 may have different breakdown voltages. For example, the breakdown voltage of the second light-receiving section APD2 may be larger than the breakdown voltage of the first light-receiving section APD1. In other words, the second light-receiving unit APD2 to which the photon is incident can have a larger breakdown voltage than the first light-receiving unit APD1 where no photon is incident. As an example, the breakdown voltage of the second light-receiving section APD2 is 0.1 V to 10 V greater than the breakdown voltage of the first light-receiving section APD1.

이와 같이 제 2 수광부(APD2)의 항복 전압이 제 1 수광부(APD1)의 항복 전압보다 더 큰 조건 하에서 동일한 크기의 게이트 신호(GS)가 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)에 인가될 경우, 그 2개의 수광부(APD)들 중 제 1 수광부(APD1)만이 선택적으로 가이거 모드로 동작된다. 다시 말하여, 제 2 수광부(APD2)의 항복 전압이 제 1 수광부(APD1)의 항복 전압보다 더 큰 경우, 동일한 크기의 게이트 신호(GS)에 대하여 제 1 수광부(APD1)는 가이거 모드로 동작하는 반면 제 2 수광부(APD2)는 가이거 모드로 동작하지 않는다.The gate signal GS of the same magnitude is applied to the first light receiving unit APD1 and the second light receiving unit APD2 under the condition that the breakdown voltage of the second light receiving unit APD2 is larger than the breakdown voltage of the first light receiving unit APD1 Only the first light receiving unit APD1 among the two light receiving units APD1 is selectively operated in the Gager mode. In other words, when the breakdown voltage of the second light receiving unit APD2 is larger than the breakdown voltage of the first light receiving unit APD1, the first light receiving unit APD1 operates in the Gager mode with respect to the gate signal GS of the same size On the other hand, the second light receiving unit APD2 does not operate in the Geiger mode.

이때, 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)에 인가되는 게이트 신호(GS)는 제 1 수광부(APD1)의 항복 전압 및 제 2 수광부(APD2)의 항복 전압보다 더 클 수 있다. 또 다른 실시예로서, 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)에 인가되는 게이트 신호(GS)는 제 1 수광부(APD1)의 항복 전압보다 더 크고 제 2 수광부(APD2)의 항복 전압보다 더 작을 수 있다. 이를 도 5를 참조로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.At this time, the gate signal GS applied to the first light receiving unit APD1 and the second light receiving unit APD2 may be larger than the breakdown voltage of the first light receiving unit APD1 and the breakdown voltage of the second light receiving unit APD2. The gate signal GS applied to the first light receiving unit APD1 and the second light receiving unit APD2 is greater than the breakdown voltage of the first light receiving unit APD1 and is higher than the breakdown voltage of the second light receiving unit APD2 Can be smaller. This will be described in detail with reference to FIG.

도 5는 서로 다른 항복 전압을 갖는 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2)에 인가된 게이트 신호(GS)에 따른 아발란치 증폭의 크기를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining the magnitude of amplification of avalanche according to the gate signal GS applied to the first light receiving unit APD1 and the second light receiving unit APD2 having different breakdown voltages.

제 1 수광부(APD1)의 항복 전압이 VB1이고, 제 2 수광부(APD2)의 항복 전압이 VB2일 경우, 게이트 신호(GS)의 제 1 전압(Vgh)은 VB1 및 VB2보다 크다. 이때, VB2가 VB1보다 더 크기 때문에, VB1과 게이트 신호(GS)의 제 1 전압(Vgh) 간의 차전압(ΔV1; 즉, 차전압의 절대값)은 충분히 큰 반면, VB2와 그 게이트 신호(GS)의 제 1 전압(Vgh) 간의 차전압(ΔV2; 즉, 차전압의 절대값)은 상당히 작다. 따라서, 제 1 수광부(APD1)의 아발란치 증폭은 상당히 큰 반면, 제 2 수광부(APD2)의 아발란치 증폭은 상당히 작다. 다시 말하여, 제 1 수광부(APD1)는 가이거 모드로 동작하므로 이의 아발란치 증폭은 큰 반면, 제 2 수광부(APD2)는 가이거 모드에서의 역바이어스 상태 보다 더 작은 역바이스 상태에서 동작되므로 제 2 수광부(APD2)의 아발란치 증폭은 작다. 즉, 제 2 수광부(APD2)의 아발란치 증폭은 가이거 모드로 동작하는 제 1 수광부(APD1)의 아발란치 증폭에 비하여 상당히 작다. The first voltage Vgh of the gate signal GS is larger than VB1 and VB2 when the breakdown voltage of the first light receiving portion APD1 is VB1 and the breakdown voltage of the second light receiving portion APD2 is VB2. Since VB2 is larger than VB1 at this time, the difference voltage? V1 (i.e., the absolute value of the difference voltage) between VB1 and the first voltage Vgh of the gate signal GS is sufficiently large while VB2 and the gate signal GS (I.e., the absolute value of the difference voltage) between the first voltages (Vgh) of the first voltage Therefore, the avalanche amplification of the first light receiving portion APD1 is considerably large, while the amplification of the avalanche of the second light receiving portion APD2 is considerably small. In other words, since the first light receiving unit APD1 operates in the Geiger mode and its avalanche amplification is large, the second light receiving unit APD2 operates in a reverse bias state smaller than the reverse bias state in the Geiger mode, The amplification of the avalanche of the light receiving portion (APD2) is small. That is, the avalanche amplification of the second light receiving unit APD2 is significantly smaller than the avalanche amplification of the first light receiving unit APD1 operating in the Geiger mode.

이와 같이 제 2 수광부(APD2)의 아발란치 증폭이 작기 때문에 제 2 수광부(APD2)의 암계수 발생 확률은 감소한다. 그리고, 제 2 수광부(APD2)의 암계수 발생 확률이 감소함에 따라, 이 제 2 수광부(APD2)로부터의 노이즈 펄스가 감소한다. 제 2 수광부(APD2)로부터의 노이즈 펄스는 제 1 수광부(APD1)의 출력에 영향을 줄 수 있는 바, 이와 같이 제 2 수광부(APD2)로부터의 노이즈 펄스가 감소하면 제 1 수광부(APD1) 출력의 신뢰성이 향상될 수 있다.Since the avalanche amplification of the second light receiving unit APD2 is small in this way, the probability of occurrence of the dark coefficient of the second light receiving unit APD2 decreases. As the probability of occurrence of the darkness of the second light-receiving section APD2 decreases, the noise pulse from the second light-receiving section APD2 decreases. The noise pulses from the second light receiving unit APD2 can affect the output of the first light receiving unit APD1 and thus the noise pulses from the second light receiving unit APD2 are reduced when the noise pulses of the first light receiving unit APD1 The reliability can be improved.

또한, 제 2 수광부(APD2)의 노이즈 펄스가 감소하면, 게이트 신호(GS)에 의한 제 2 수광부(APD2)의 출력은 이 제 2 수광부(APD2)의 고유의 정전 용량성 응답 신호에 더욱 근접한 형태를 가질 수 있다. 다시 말하여, 제 2 수광부(APD2)의 노이즈 펄스가 감소함에 따라, 제 2 수광부(APD2)로부터 더 정확한 크기 및 형태의 정전 용량성 응답 신호가 검출될 수 있다.When the noise pulse of the second light receiving section APD2 is reduced, the output of the second light receiving section APD2 by the gate signal GS becomes a form closer to the electrostatic capacitive response signal inherent to the second light receiving section APD2 Lt; / RTI > In other words, as the noise pulse of the second light-receiving section APD2 decreases, a more accurate magnitude and type of the capacitive response signal can be detected from the second light-receiving section APD2.

한편, 제 1 수광부(APD1)의 항복 전압이 VB1이고, 제 2 수광부(APD2)의 항복 전압이 VB2'일 경우, 게이트 신호(GS)의 제 1 전압(Vgh)은 VB1보다 크고, VB2'보다 작다. 다시 말하여, V2B'는 게이트 신호(GS)의 제 1 전압(Vgh)보다 더 크다. 따라서, 제 1 수광부(APD1)는 가이거 모드로 동작하는 반면, 제 2 수광부(APD2)는 가이거 모드로 동작하지 않는다.On the other hand, when the breakdown voltage of the first light receiving unit APD1 is VB1 and the breakdown voltage of the second light receiving unit APD2 is VB2 ', the first voltage Vgh of the gate signal GS is greater than VB1, small. In other words, V2B 'is larger than the first voltage (Vgh) of the gate signal GS. Therefore, the first light receiving unit APD1 operates in the Geiger mode, while the second light receiver APD2 does not operate in the Geiger mode.

도 6은 아발란치 포토 다이오드의 증폭층 두께에 따른 항복 전압의 변화를 나타낸 특성 곡선이다.6 is a characteristic curve showing a change in the breakdown voltage according to the thickness of the amplification layer of the Avalanche photodiode.

도 6의 특성 곡선에서 X축은 아발란치 포토 다이오드의 증폭층의 두께를 나타내며, Y축은 아발란치 포토 다이오드의 항복 전압의 크기를 나타낸다.In the characteristic curve of FIG. 6, the X-axis represents the thickness of the amplification layer of the Avalanche photodiode, and the Y-axis represents the breakdown voltage of the Avalanche photodiode.

도 6에 도시된 바와 같이, 아발란치 포토 다이오드의 증폭층의 두께가 제 1 영역(A1)에 위치할 때, 그 아발란치 포토 다이오드의 항복 전압은 증폭층의 두께에 반비례한다. 다시 말하여, 특성 곡선의 제 1 영역(A1)에서 아발란치 포토 다이오드의 항복 전압은 증폭층의 두께에 반비례한다. 따라서, 이 제 1 영역(A1)에서 증폭층의 두께가 증가할수록 항복 전압은 감소한다.As shown in Fig. 6, when the thickness of the amplification layer of the avalanche photodiode is located in the first region A1, the breakdown voltage of the avalanche photodiode is inversely proportional to the thickness of the amplification layer. In other words, the breakdown voltage of the Avalanche photodiode in the first region A1 of the characteristic curve is inversely proportional to the thickness of the amplification layer. Therefore, as the thickness of the amplification layer in the first region Al increases, the breakdown voltage decreases.

반면, 아발란치 포토 다이오드의 증폭층의 두께가 제 2 영역(A2)에 위치할 때, 그 아발란치 포토 다이오드의 항복 전압은 증폭층의 두께에 비례한다. 다시 말하여, 특성 곡선의 제 2 영역(A2)에서 아발란치 포토 다이오드의 항복 전압은 증폭층의 두께에 비례한다. 따라서, 이 제 2 영역(A2)에서 증폭층의 두께가 증가할수록 항복 전압은 증가한다.On the other hand, when the thickness of the amplification layer of the avalanche photodiode is located in the second region (A2), the breakdown voltage of the avalanche photodiode is proportional to the thickness of the amplification layer. In other words, the breakdown voltage of the avalanche photodiode in the second region A2 of the characteristic curve is proportional to the thickness of the amplification layer. Therefore, as the thickness of the amplification layer in the second region A2 increases, the breakdown voltage increases.

일반적으로 단일광자검출 등에 사용되는 아발란치 포토다이오드는 증폭층 두께가 제 2 영역(A2)에 위치하여야 좋은 특성을 나타낸다. 따라서 제 1 영역(A1)은 고려 대상에서 제외한다.In general, the avalanche photodiode used for single photon detection has a good property that the thickness of the amplification layer should be located in the second region (A2). Therefore, the first area A1 is excluded from consideration.

도 6에서 Tm1 및 Tm2는 서로 다른 2개의 아발란치 포토 다이오드의 증폭층의 두께들을 나타낸 것으로, 이들 Tm1 및 Tm2는 특성 곡선의 제 2 영역(A2)에 위치한다. 예를 들어, Tm1은 전술된 제 1 수광부(APD1)의 증폭층의 두께에 해당하며, Tm2는 전술된 제 2 수광부(APD2)의 증폭층의 두께에 해당한다.In FIG. 6, Tm1 and Tm2 denote the thicknesses of the amplification layers of two different avalanche photodiodes, and these Tm1 and Tm2 are located in the second region A2 of the characteristic curve. For example, Tm1 corresponds to the thickness of the amplification layer of the first light-receiving section APD1, and Tm2 corresponds to the thickness of the amplification layer of the second light-receiving section APD2 described above.

도 6에서 VB1은 Tm1에 대응되는 항복 전압을 나타내며, VB2는 Tm2에 대응되는 항복 전압을 나타낸다. 예를 들어, VB1은 전술된 제 1 수광부(APD1)의 항복 전압에 해당하며, VB2는 전술된 제 2 수광부(APD2)의 항복 전압에 해당한다. In Fig. 6, VB1 represents the breakdown voltage corresponding to Tm1, and VB2 represents the breakdown voltage corresponding to Tm2. For example, VB1 corresponds to the breakdown voltage of the first light-receiving section APD1 and VB2 corresponds to the breakdown voltage of the second light-receiving section APD2.

이와 같이 아발란치 포토 다이오드의 항복 전압의 크기는 그 아발란치 포토 다이오드에 포함된 증폭층의 두께에 의해 조절 가능하다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 수광부(APD1)의 증폭층의 두께 및 제 2 수광부(APD2)의 증폭층의 두께가 모두 특성 곡선의 제 2 영역(A2) 내에서 조절될 때, 제 2 수광부(APD2)가 제 1 수광부(APD1)보다 더 큰 두께의 증폭층을 가질 경우 제 2 수광부(APD2)는 제 1 수광부(APD1)보다 더 큰 항복 전압을 가질 수 있다. Thus, the magnitude of the breakdown voltage of the Avalanche photodiode can be controlled by the thickness of the amplification layer contained in the Avalanche photodiode. For example, as shown in FIG. 5, both the thickness of the amplification layer of the first light receiving section APD1 and the thickness of the amplification layer of the second light receiving section APD2 are both adjusted in the second region A2 of the characteristic curve The second light receiving portion APD2 may have a larger breakdown voltage than the first light receiving portion APD1 when the second light receiving portion APD2 has an amplification layer having a greater thickness than the first light receiving portion APD1.

도 7a는 본 발명의 도 1의 수광부(APD)의 단면 구조를 나타낸 도면이고, 도 7b는 도 7a에 도시된 화살표 방향으로 수광부(APD)를 바라보았을 때의 제 1 증폭층(707a) 및 제 2 증폭층(707b)의 위치만을 나타낸 평면도이다.7A is a cross-sectional view of the light receiving portion APD of FIG. 1 according to the present invention. FIG. 7B is a cross-sectional view of the first amplification layer 707a and the second amplification layer 707b when the light receiving portion APD is viewed in the arrow direction shown in FIG. 2 amplification layer 707b.

수광부(APD)는, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 기판(700), 제 1 도전층(701a; conducting layer), 제 2 도전층(701b), 제 1 광흡수층(702a; absorption layer), 제 2 광흡수층(702b), 제 1 그레이딩층(703a; grading layer), 제 2 그레이딩층(703b), 제 1 전기장 조절층(704a; field control layer), 제 2 전기장 조절층(704b), 제 1 윈도우층(705a; window layer), 제 2 윈도우층(705b), 제 1 애노드 전극(709a), 제 2 애노드 전극(709b), 제 1 캐소드 전극(710a), 제 2 캐소드 전극(710b), 절연막(715), 차단막(800) 및 반사 방지막(900)(anti-reflection layer)을 포함한다.7A and 7B, the light receiving portion APD includes a substrate 700, a conducting layer 701a, a second conductive layer 701b, a first light absorbing layer 702a, A second light-absorbing layer 702b, a first grading layer 703a, a second grading layer 703b, a first electric field control layer 704a, a second electric field control layer 704b, A first window layer 705a, a second window layer 705b, a first anode electrode 709a, a second anode electrode 709b, a first cathode electrode 710a, a second cathode electrode 710b An insulating film 715, a blocking film 800, and an anti-reflection layer 900.

기판(700)은 소자 분리홈(750)에 의해 정의된 제 1 영역(A1) 및 제 2 영역(A2)을 갖는다. 소자 분리홈(750)은 기판(700)의 서로 마주보는 2개의 변들(11, 22) 사이에 위치할 수 있다. 기판(700)의 서로 마주보는 변들(11, 22)을 각각 제 1 변(11) 및 제 2 변(22)으로 정의하자. 제 1 변(11) 및 제 2 변(22)은 x축 방향으로 서로 마주본다. 제 1 영역(AA1)은 소자 분리홈(750)과 제 1 변(11) 사이에 위치하며, 제 2 영역(AA2)은 소자 분리홈(750)과 제 2 변(22) 사이에 위치한다. The substrate 700 has a first region A1 and a second region A2 defined by the element isolation trenches 750. [ The device isolation trenches 750 may be located between two opposing sides 11, 22 of the substrate 700. Let the sides (11, 22) of the substrate (700) facing each other be defined as the first side (11) and the second side (22), respectively. The first side 11 and the second side 22 face each other in the x-axis direction. The first region AA1 is located between the element isolation trenches 750 and the first side 11 and the second region AA2 is located between the element isolation trenches 750 and the second side 22.

도시되지 않았지만, 본 발명의 수광부(APD)는 소자 분리홈(750) 내에 매립된 소자 분리막을 더 포함할 수 있다. 소자 분리막은 절연 물질을 포함할 수 있다.Although not shown, the light receiving portion (APD) of the present invention may further include an element isolation film embedded in the element isolation trench 750. The device isolation film may include an insulating material.

기판(700)은 n형 InP(Indium Phosphide)를 포함하는 기판일 수 있다. 또한 기판(700)은 InP를 포함하는 반 절연(semi-insulating) 기판일 수 있다.The substrate 700 may be a substrate including n-type InP (Indium Phosphide). In addition, the substrate 700 may be a semi-insulating substrate including InP.

제 1 수광부(APD1)는 기판(700)의 제 1 영역(AA1)에 위치하고, 그리고 제 2 수광부(APD2)는 기판(700)의 제 2 영역(AA2)에 위치한다.The first light receiving portion APD1 is located in the first area AA1 of the substrate 700 and the second light receiving portion APD2 is located in the second area AA2 of the substrate 700. [

제 1 수광부(APD1)는 제 1 도전층(701a), 제 1 광흡수층(702a), 제 1 그레이딩층(703a), 제 1 전기장 조절층(704a), 제 1 윈도우층(705a), 제 1 애노드 전극(709a) 및 제 1 캐소드 전극(710a)을 포함한다. 여기서, 제 1 윈도우층(705a)은 제 1 활성 영역(706a), 제 1 증폭층(707a; multiplication layer) 및 제 1 가드링(708a; guard ring)을 포함한다.The first light receiving portion APD1 includes a first conductive layer 701a, a first light absorbing layer 702a, a first grading layer 703a, a first electric field adjusting layer 704a, a first window layer 705a, And includes an anode electrode 709a and a first cathode electrode 710a. Here, the first window layer 705a includes a first active region 706a, a first amplification layer 707a, and a first guard ring 708a.

제 2 수광부(APD2)는 제 2 도전층(701b), 제 2 광흡수층(702b), 제 2 그레이딩층(703b), 제 2 전기장 조절층(704b), 제 2 윈도우층(705b), 제 2 애노드 전극(709b) 및 제 2 캐소드 전극(710b)을 포함한다. 여기서, 제 2 윈도우층(705b)은 제 2 활성 영역(706b), 제 2 증폭층(707b) 및 제 2 가드링(708b)을 포함한다.The second light receiving portion APD2 includes a second conductive layer 701b, a second light absorbing layer 702b, a second grading layer 703b, a second electric field adjusting layer 704b, a second window layer 705b, And includes an anode electrode 709b and a second cathode electrode 710b. Here, the second window layer 705b includes a second active region 706b, a second amplification layer 707b, and a second guard ring 708b.

제 1 도전층(701a) 및 제 2 도전층(701b)은 기판(700) 상에 위치한다. 예를 들어, 제 1 도전층(701a)은 기판(700)의 제 1 영역(AA1)에 위치하며, 제 2 도전층(701b)은 기판(700)의 제 2 영역(AA2)에 위치한다. 구체적으로, 제 1 도전층(701a)은 기판(700)의 제 1 영역(AA1)과 제 1 광흡수층(702a) 사이에 위치하며, 제 2 도전층(701b)은 기판(700)의 제 2 영역(AA2)과 제 2 광흡수층(702b) 사이에 위치한다.The first conductive layer 701a and the second conductive layer 701b are located on the substrate 700. [ For example, the first conductive layer 701a is located in the first area AA1 of the substrate 700 and the second conductive layer 701b is located in the second area AA2 of the substrate 700. [ Specifically, the first conductive layer 701a is located between the first region AA1 of the substrate 700 and the first light absorbing layer 702a, and the second conductive layer 701b is located between the first region AA1 of the substrate 700 and the second And is located between the region AA2 and the second light absorbing layer 702b.

제 1 도전층(701a) 및 제 2 도전층(701b)은 각각 n형 InP를 포함하는 도전층일 수 있다.The first conductive layer 701a and the second conductive layer 701b may be conductive layers each containing n-type InP.

제 1 및 제 2 광흡수층(702a, 702b)은 외부로부터 제공된 광자(photon)를 캐리어(carrier), 예를 들어 전하(electron)로 변환한다.The first and second light absorbing layers 702a and 702b convert a photon provided from the outside into a carrier, for example, electrons.

제 1 광흡수층(702a)은 제 1 도전층(701a) 상에 위치하며, 제 2 광흡수층(702b)은 제 2 도전층(701b) 상에 위치한다. 구체적으로, 제 1 광흡수층(702a)은 제 1 도전층(701a)과 제 1 그레이딩층(703a) 사이에 위치하며, 제 2 광흡수층(702b)은 제 2 도전층(701b)과 제 2 그레이딩층(703b) 사이에 위치한다.The first light absorbing layer 702a is located on the first conductive layer 701a and the second light absorbing layer 702b is located on the second conductive layer 701b. Specifically, the first light absorbing layer 702a is located between the first conductive layer 701a and the first grading layer 703a, the second light absorbing layer 702b is positioned between the second conductive layer 701b and the second grading layer 703a, Layer 703b.

제 1 광흡수층(702a) 및 제 2 광흡수층(702b)은 각각 InGaAs(Indium Gallium Arsenide)를 포함하는 광흡수층일 수 있다. 이와 달리, 제 1 광흡수층(702a) 및 제 2 광흡수층(702b)은 각각 InGaAsP(Indium Gallium Arsenide Phosphide)를 포함하는 광흡수층일 수 있다.The first light absorbing layer 702a and the second light absorbing layer 702b may each be a light absorbing layer containing InGaAs (Indium Gallium Arsenide). Alternatively, the first light absorbing layer 702a and the second light absorbing layer 702b may each be a light absorbing layer containing InGaAsP (Indium Gallium Arsenide Phosphide).

제 1 그레이딩층(703a) 및 제 2 그레이딩층(703b)은, 제 1 및 제 2 광흡수층(702a, 702b)으로부터의 캐리어가 제 1 및 제 2 증폭층(707a, 707b)으로 잘 전달될 수 있도록, 광흡수층(702a, 702b)의 에너지 밴드갭(energy band gap)과 전기장 조절층(704a, 704b)의 에너지 밴드갭 사이의 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 구성된다.The first and second grading layers 703a and 703b are formed such that the carriers from the first and second light absorbing layers 702a and 702b can be transmitted to the first and second amplifying layers 707a and 707b A material having an energy band gap between the energy band gap of the light absorbing layers 702a and 702b and the energy band gap of the electric field adjusting layers 704a and 704b.

제 1 그레이딩층(703a)은 제 1 광흡수층(702a) 상에 위치하며, 제 2 그레이딩층(703b)은 제 2 광흡수층(702b) 상에 위치한다. 구체적으로, 제 1 그레이딩층(703a)은 제 1 광흡수층(702a)과 제 1 전기장 조절층(704a) 사이에 위치하며, 제 2 그레이딩층(703b)은 제 2 광흡수층(702b)과 제 2 전기장 조절층(704b) 사이에 위치한다.The first grading layer 703a is located on the first light absorbing layer 702a and the second grading layer 703b is located on the second light absorbing layer 702b. Specifically, the first grading layer 703a is located between the first light absorbing layer 702a and the first electric field adjusting layer 704a, the second grading layer 703b is located between the second light absorbing layer 702b and the second And the electric field adjusting layer 704b.

제 1 그레이딩층(703a)은 y축을 따라 수직으로 적층된 복수의 층들을 포함할 수 있다.The first grading layer 703a may comprise a plurality of layers vertically stacked along the y-axis.

제 2 그레이딩층(703b)은 y축을 따라 수직으로 적층된 복수의 층들을 포함할 수 있다.The second grading layer 703b may comprise a plurality of layers vertically stacked along the y-axis.

제 1 그레이딩층(703a) 및 제 2 그레이딩층(703b)은 각각 복수의 InGaAsP를 포함하는 그레이딩층일 수 있다.The first grading layer 703a and the second grading layer 703b may be grading layers each including a plurality of InGaAsP.

제 1 전기장 조절층(704a)은 제 1 증폭층(707a)의 전기장을 조절하며, 제 2 전기장 조절층(704b)은 제 2 증폭층(707b)의 전기장을 조절한다.The first electric field control layer 704a controls the electric field of the first amplification layer 707a and the second electric field adjustment layer 704b controls the electric field of the second amplification layer 707b.

제 1 전기장 조절층(704a)은 제 1 그레이딩층(703a) 상에 위치하며, 제 2 전기장 조절층(704b)은 제 2 그레이딩층(703b) 상에 위치한다. 구체적으로, 제 1 전기장 조절층(704a)은 제 1 그레이딩층(703a)과 제 1 윈도우층(705a) 사이에 위치하며, 제 2 전기장 조절층(704b)은 제 2 그레이딩층(703b)과 제 2 윈도우층(705b) 사이에 위치한다.The first electric field adjusting layer 704a is located on the first grading layer 703a and the second electric field adjusting layer 704b is located on the second grading layer 703b. Specifically, the first electric field adjusting layer 704a is located between the first grading layer 703a and the first window layer 705a, the second electric field adjusting layer 704b is located between the second grading layer 703b and the first window layer 705b, 2 window layer 705b.

제 1 전기장 조절층(704a) 및 제 2 전기장 조절층(704b)은 각각 n형 InP를 포함하는 전기장 조절층일 수 있다.The first electric field adjusting layer 704a and the second electric field adjusting layer 704b may be an electric field adjusting layer including n-type InP.

제 1 증폭층(707a) 및 제 2 증폭층(707b)은 제 1 광흡수층(702a) 및 제 2 광흡수층(702b)으로부터 전달된 전하를 증폭한다.The first amplification layer 707a and the second amplification layer 707b amplify the electric charge transferred from the first light absorption layer 702a and the second light absorption layer 702b.

제 1 증폭층(707a)은 제 1 전기장 조절층(704a) 상에 위치하며, 제 2 증폭층(707b)은 제 2 전기장 조절층(704b) 상에 위치한다. 구체적으로, 제 1 증폭층(707a)은 제 1 전기장 조절층(704a)과 제 1 활성 영역(706a) 사이에 위치하며, 제 2 증폭층(707b)은 제 2 전기장 조절층(704b)과 제 2 활성 영역(706b) 사이에 위치한다.The first amplification layer 707a is located on the first electric field adjustment layer 704a and the second amplification layer 707b is located on the second electric field adjustment layer 704b. Specifically, the first amplification layer 707a is located between the first electric field adjustment layer 704a and the first active region 706a, the second amplification layer 707b is between the second electric field adjustment layer 704b and the second amplification layer 707b, 2 active region 706b.

도 7a에 도시된 바와 같이, 제 2 증폭층(707b)의 두께(Tm2)는 제 1 증폭층(707a)의 두께(Tm1)보다 더 크다.As shown in FIG. 7A, the thickness Tm2 of the second amplification layer 707b is larger than the thickness Tm1 of the first amplification layer 707a.

또한, 도 7b에 도시된 바와 같이, 평면적으로 제 1 증폭층(707a) 및 제 2 증폭층(707b)은 각각 원의 형상을 가질 수 있는 바, 이때 제 2 증폭층(707b)의 직경(d2)은 제 1 증폭층(707a)의 직경(d1)보다 더 클 수 있다. 한편, 제 1 증폭층(707a) 및 제 2 증폭층(707b)은 원의 형상 외에도 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 증폭층(707a) 및 제 2 증폭층(707b)은 각각 타원의 형상을 가질 수 있다.7B, the first amplification layer 707a and the second amplification layer 707b may each have a circular shape. In this case, the diameter d2 of the second amplification layer 707b May be larger than the diameter d1 of the first amplification layer 707a. Meanwhile, the first and second amplification layers 707a and 707b may have different shapes in addition to the original shape. For example, the first amplification layer 707a and the second amplification layer 707b may each have an elliptic shape.

제 1 증폭층(707a)의 두께는 제 1 활성 영역(706a)의 확산 깊이, 또는 그 제 1 활성 영역(706a)으로의 이온 주입의 깊이 제어, 또는 에피층(epitaxial layer)의 두께 제어를 통해 제어될 수 있다.The thickness of the first amplification layer 707a can be controlled by controlling the diffusion depth of the first active region 706a or the depth of ion implantation into the first active region 706a or by controlling the thickness of the epitaxial layer Lt; / RTI >

제 2 증폭층(707b)의 두께는 제 2 활성 영역(706b)의 확산 깊이, 또는 그 제 2 활성 영역(706b)으로의 이온 주입의 깊이 제어, 또는 에피층(epitaxial layer)의 두께 제어를 통해 제어될 수 있다.The thickness of the second amplification layer 707b can be controlled by controlling the diffusion depth of the second active region 706b or the depth of ion implantation into the second active region 706b or by controlling the thickness of the epitaxial layer Lt; / RTI >

제 1 활성 영역(706a)의 확산 깊이 및 제 2 활성 영역(706b)의 깊이가 다르면 제 1 증폭층(707a)의 두께와 제 2 증폭층(707b)의 두께가 달라진다. 예를 들어, 제 2 활성 영역(706b)의 깊이가 제 1 활성 영역(706a)의 깊이보다 작을 경우, 제 2 증폭층(707b)의 두께는 제 1 증폭층(707a)의 두께보다 더 커진다.If the diffusion depth of the first active region 706a and the depth of the second active region 706b are different, the thickness of the first amplification layer 707a and the thickness of the second amplification layer 707b are different. For example, when the depth of the second active region 706b is smaller than the depth of the first active region 706a, the thickness of the second amplification layer 707b is greater than the thickness of the first amplification layer 707a.

제 1 수광부(APD1)의 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)와 제 2 수광부(APD2)의 제 2 정전 용량성 응답 신호(Cp2) 간의 편차를 최소화하기 위해서는, 제 1 전기장 조절층(704a)과 제 1 활성 영역(706a) 사이의 간격(이하, 제 1 간격)과 제 2 전기장 조절층(704b)과 제 2 활성 영역(706b) 사이의 간격(이하, 제 2 간격)이 거의 동일하게 유지되는 것이 바람직하다. 그러나, 전술된 바와 같이, 제 2 증폭층(707b)의 두께(Tm2)가 제 1 증폭층(707a)의 두께(Tm1)보다 더 클 경우 제 2 간격이 제 1 간격보다 더 커진다. 이에 따라, 제 2 수광부(APD2)의 정전 용량이 줄어들어 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)와 제 2 정전 용량성 응답 신호(Cp2) 간의 편차가 증가할 수 있다. In order to minimize the deviation between the first electrostatic capacitive response signal Cp1 of the first light receiving portion APD1 and the second electrostatic capacitive response signal Cp2 of the second light receiving portion APD2, the first electric field adjusting layer 704a, (Hereinafter referred to as a first interval) between the first electric field adjusting layer 704a and the first active region 706a and the interval between the second electric field adjusting layer 704b and the second active region 706b . However, as described above, when the thickness Tm2 of the second amplification layer 707b is larger than the thickness Tm1 of the first amplification layer 707a, the second gap becomes larger than the first gap. Accordingly, the electrostatic capacitance of the second light receiving unit APD2 is reduced, and the deviation between the first electrostatic capacitive response signal Cp1 and the second electrostatic capacitive response signal Cp2 can be increased.

한편, 제 2 증폭층(707b)의 직경(d2)이 증가할 경우 전술된 제 2 수광부(APD2)의 정전 용량이 증가할 수 있다. 따라서, 제 2 증폭층(707b)의 두께(Tm2) 변화에 맞춰 그 제 2 증폭층(707b)의 직경(d2)이 증가하면, 제 2 간격이 제 1 간격보다 더 큼에도 불구하고 제 2 수광부(APD2)의 정전 용량과 제 1 수광부(APD1)의 정전 용량이 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다. 결국, 제 2 증폭층(707b)의 두께(Tm2) 및 직경(d2)이 제 1 증폭층(707a)의 두께(Tm1) 및 직경(d2)보다 더 클 경우, 제 2 정전 용량성 응답 신호(Cp2)는 제 1 정전 용량성 응답 신호(Cp1)와 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있다.On the other hand, when the diameter d2 of the second amplification layer 707b increases, the capacitance of the second light receiving portion APD2 described above may increase. Therefore, if the diameter d2 of the second amplification layer 707b is increased in accordance with the change of the thickness Tm2 of the second amplification layer 707b, the second gap is larger than the first gap, The electrostatic capacitance of the first light receiving portion APD2 and the electrostatic capacitance of the first light receiving portion APD1 can be maintained substantially equal. As a result, when the thickness Tm2 and the diameter d2 of the second amplification layer 707b are greater than the thickness Tm1 and the diameter d2 of the first amplification layer 707a, the second electrostatic capacitive response signal Cp2 may have substantially the same magnitude as the first capacitive response signal Cp1.

제 1 증폭층(707a) 및 제 2 증폭층(707b)은 각각 n형 InP를 포함하는 증폭층일 수 있다.The first amplification layer 707a and the second amplification layer 707b may each be an amplification layer containing n-type InP.

제 1 활성 영역(706a)은 제 1 증폭층(707a) 상에 위치하며, 제 2 활성 영역(706b)은 제 2 증폭층(707b) 상에 위치한다.The first active region 706a is located on the first amplification layer 707a and the second active region 706b is located on the second amplification layer 707b.

제 1 활성 영역(706a) 및 제 2 활성 영역(706b)은 각각 p형 InP를 포함하는 활성 영역일 수 있다.The first active region 706a and the second active region 706b may each be an active region containing p-type InP.

제 1 가드링(708a)은 제 1 활성 영역(706a)의 외곽에 전계가 집중되는 전기장의 피크를 감소시키며, 제 2 가드링(708b)은 제 2 활성 영역(706b)의 외곽에 전계가 집중되는 전기장의 피크를 감소시킨다. The first guard ring 708a reduces the peak of the electric field in which the electric field is concentrated on the outer periphery of the first active region 706a while the second guard ring 708b reduces the electric field concentrated on the outer periphery of the second active region 706b Thereby reducing the peak of the electric field.

제 1 가드링(708a)은 제 1 활성 영역(706a)을 둘러싼다. 이를 위해, 제 1 가드링(708a)은 제 1 활성 영역(706a)을 둘러싸는 폐곡선 또는 링(ring) 형상을 가질 수 있다.The first guard ring 708a surrounds the first active region 706a. To this end, the first guard ring 708a may have a closed curve or ring shape surrounding the first active area 706a.

제 2 가드링(708b)은 제 2 활성 영역(706b)을 둘러싼다. 이를 위해, 제 2 가드링(708b)은 제 2 활성 영역(706b)을 둘러싸는 폐곡선 또는 링 형상을 가질 수 있다.A second guard ring 708b surrounds the second active region 706b. To this end, the second guard ring 708b may have a closed curve or ring shape surrounding the second active area 706b.

절연막(715)은 제 1 윈도우층(705a), 제 2 윈도우층(705b) 및 소자 분리홈(750) 상에 위치한다.The insulating film 715 is located on the first window layer 705a, the second window layer 705b, and the element isolation trenches 750.

절연막(715)은 제 1 활성 영역(706a), 제 2 활성 영역(706b), 제 1 윈도우층(705a) 및 제 2 윈도우층(705b)의 일부를 노출시키는 비아홀들을 갖는다.The insulating film 715 has via holes exposing portions of the first active region 706a, the second active region 706b, the first window layer 705a, and the second window layer 705b.

제 1 애노드 전극(709a)은 제 1 활성 영역(706a)을 노출시키는 비아홀을 통해 제 1 활성 영역(706a)에 연결되며, 제 2 애노드 전극(709b)은 제 2 활성 영역(706b)을 노출시키는 비아홀을 통해 제 2 활성 영역(706b)에 연결된다.The first anode electrode 709a is connected to the first active region 706a through a via hole exposing the first active region 706a and the second anode electrode 709b is connected to the second active region 706b through the via hole exposing the first active region 706a, And is connected to the second active region 706b via a via hole.

제 1 캐소드 전극(710a)은 제 1 윈도우층(705a)을 노출시키는 비아홀을 통해 제 1 윈도우층(705a)에 연결되며, 제 2 캐소드 전극(710b)은 제 2 윈도우층(705b)을 노출시키는 비아홀을 통해 제 2 윈도우층(705b)에 연결된다.The first cathode electrode 710a is connected to the first window layer 705a via a via hole exposing the first window layer 705a and the second cathode electrode 710b is connected to the second window layer 705b through a via hole exposing the first window layer 705a, And is connected to the second window layer 705b via a via hole.

기판(700)의 서로 마주보는 2개의 면들(10, 20)을 각각 제 1 면(10) 및 제 2 면(20)으로 정의하자. 제 1 면(10) 및 제 2 면(20)은 y축 방향으로 서로 마주본다. 전술된 제 1 도전층(701a) 및 제 2 도전층(701b)은 그 기판의 제 1 면(10) 상에 위치한다. 그리고, 차단막(800)은 그 기판(700)의 제 2 면(20) 상에 위치한다. 이때, 차단막(800)은 제 1 증폭층(707a)에 대응되게 위치한 투과홀(850)을 갖는다. 다시 말하여, 차단막(800)은 제 1 영역(AA1)에 대응되게 위치한 투과홀(850)을 갖는다. Two opposed faces 10 and 20 of the substrate 700 are defined as a first face 10 and a second face 20, respectively. The first surface 10 and the second surface 20 face each other in the y-axis direction. The first conductive layer 701a and the second conductive layer 701b described above are located on the first side 10 of the substrate. The blocking layer 800 is then positioned on the second side 20 of the substrate 700. At this time, the blocking layer 800 has a transmission hole 850 corresponding to the first amplification layer 707a. In other words, the blocking film 800 has a through hole 850 located corresponding to the first area AA1.

차단막(800)은 제 2 증폭층(707b)에 중첩한다. 기판(700)의 제 2 영역(AA2)은 차단막(800)과 제 2 증폭층(707b) 사이에 위치한다.The blocking layer 800 overlaps the second amplification layer 707b. The second region AA2 of the substrate 700 is located between the blocking layer 800 and the second amplification layer 707b.

이 차단막(800)으로 인해, 외부로부터의 광 또는 광자는 제 1 수광부(APD1) 및 제 2 수광부(APD2) 중 제 1 수광부(APD1)에만 입사될 수 있다.Due to this blocking film 800, light or photons from the outside can be incident only on the first light-receiving part APD1 of the first light-receiving part APD1 and the second light-receiving part APD2.

반사 방지막(900)은 투과홀(850) 내에 위치한다. 외부로부터의 광 또는 광자는 투과홀(850) 내의 반사 방지막(900)을 통해 제 1 수광부(APD1)로 제공된다.The anti-reflection film 900 is located in the transmission hole 850. Light or photons from the outside are provided to the first light receiving section APD1 through the antireflection film 900 in the transmission hole 850. [

한편, 본 발명의 수광부(APD)는 제 1 애노드 전극(709a)과 제 1 활성 영역(706a) 사이에 위치한 오믹 콘택층(731a), 제 1 캐소드 전극(710a)과 제 1 윈도우층(705a) 사이에 위치한 오믹 콘택층(732a), 제 2 애노드 전극(709b)과 제 2 활성 영역(706b) 사이에 위치한 오믹 콘택층(731b) 및 제 2 캐소드 전극(710b)과 제 2 윈도우층(705b) 사이에 위치한 오믹 콘택층(732b) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
The light receiving portion APD of the present invention includes an ohmic contact layer 731a, a first cathode electrode 710a, and a first window layer 705a disposed between the first anode electrode 709a and the first active region 706a. An ohmic contact layer 731b and a second cathode layer 710b located between the second anode 709b and the second active region 706b and a second window layer 705b, And an ohmic contact layer 732b located between the ohmic contact layers 732a and 732b.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents. Will be clear to those who have knowledge of.

102: 게이트 신호 발생부 105: 판단부
APD: 수광부 APD1: 제 1 수광부
APD2: 제 2 수광부 103: 차동부
104: 판별부 GS: 게이트 신호
n1: 제 1 노드 n2: 제 2 노드
Vdc: 직류 전압 PS: 펄스
111: 펄스 발생부 112: 직류 전압원
R: 저항
102: Gate signal generator 105:
APD: light receiving part APD1: first light receiving part
APD2: second light receiving section 103:
104: discrimination part GS: gate signal
n1: first node n2: second node
Vdc: DC voltage PS: Pulse
111: Pulse generator 112: DC voltage source
R: Resistance

Claims (14)

게이트 신호를 공급받아 제 1 신호를 출력하는 제 1 수광부;
상기 게이트 신호를 공급받아 제 2 신호를 출력하는 제 2 수광부; 및
상기 제 1 수광부로부터의 제 1 신호와 상기 제 2 수광부로부터의 제 2 신호를 근거로 광자의 수신 여부를 판단하는 판단부를 포함하며;
상기 제 1 수광부 및 제 2 수광부 중 상기 제 1 수광부에 광자가 입사되며;
상기 제 2 수광부의 항복 전압은 상기 제 1 수광부의 항복 전압보다 더 큰 광자 검출 장치.
A first light receiving unit receiving a gate signal and outputting a first signal;
A second light receiving unit receiving the gate signal and outputting a second signal; And
And a determination unit for determining whether a photon is received based on a first signal from the first light receiving unit and a second signal from the second light receiving unit;
A photon is incident on the first light receiving portion of the first light receiving portion and the second light receiving portion;
Wherein the breakdown voltage of the second light receiving portion is larger than the breakdown voltage of the first light receiving portion.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 수광부의 항복 전압은 상기 제 1 수광부의 항복 전압보다 0.1V 내지 10V 더 큰 광자 검출 장치
The method according to claim 1,
Wherein the breakdown voltage of the second light receiving section is 0.1 V to 10 V larger than the breakdown voltage of the first light receiving section
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 수광부의 증폭층과 상기 제 2 수광부의 증폭층은 서로 다른 두께를 갖는 광자 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the amplification layer of the first light receiving section and the amplification layer of the second light receiving section have different thicknesses.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 수광부의 증폭층은 상기 제 1 수광부의 증폭층보다 더 큰 두께를 갖는 광자 검출 장치.
The method of claim 3,
Wherein the amplification layer of the second light receiving portion has a greater thickness than the amplification layer of the first light receiving portion.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 수광부의 증폭층은 상기 제 1 수광부의 증폭층보다 5% 내지 50% 더 큰 두께를 갖는 광자 검출 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the amplification layer of the second light receiving portion has a thickness that is 5% to 50% greater than the amplification layer of the first light receiving portion.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 수광부의 증폭층과 상기 제 2 수광부의 증폭층은 서로 다른 직경을 갖는 광자 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the amplification layer of the first light receiving section and the amplification layer of the second light receiving section have different diameters.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 수광부의 증폭층은 상기 제 1 수광부의 증폭층보다 더 큰 직경을 갖는 광자 검출 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the amplification layer of the second light receiving portion has a larger diameter than the amplification layer of the first light receiving portion.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 수광부 및 상기 제 2 수광부가 동일 기판상에 형성되는 것을 특징으로 하는 광자 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first light receiving portion and the second light receiving portion are formed on the same substrate.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 수광부 및 상기 제 2 수광부는 상기 기판의 제 1 면 상에 위치하는 광자 검출 장치.
9. The method of claim 8,
And the first light receiving portion and the second light receiving portion are located on the first surface of the substrate.
제 9 항에 있어서,
상기 기판의 제 1 면과 마주보는 상기 기판의 제 2 면 상에 위치한 차단막을 더 포함하는 광자 검출 장치.
10. The method of claim 9,
And a blocking film located on a second side of the substrate facing the first side of the substrate.
제 10 항에 있어서,
상기 차단막은 상기 제 1 수광부에 대응되게 위치한 투과홀을 갖는 광자 검출 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the blocking film has a through hole located corresponding to the first light receiving portion.
제 11 항에 있어서,
상기 투과홀 내에 위치한 반사 방지막을 더 포함하는 광자 검출 장치.
12. The method of claim 11,
And an anti-reflection film positioned in the through hole.
제 9 항에 있어서,
상기 기판의 제 1 면은 상기 제 1 수광부와 상기 제 2 수광부 사이의 소자 분리홈에 의해 구분된 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하며;
상기 제 1 수광부는 상기 제 1 영역에 위치하고, 상기 제 2 수광부는 상기 제 2 영역에 위치하는 광자 검출 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the first surface of the substrate includes a first region and a second region separated by an element isolation groove between the first light receiving portion and the second light receiving portion;
The first light receiving portion is located in the first region, and the second light receiving portion is located in the second region.
제 1 항에 있어서,
상기 게이트 신호에 의한 상기 제 1 수광부의 정전 용량성 응답 특성은 상기 게이트 신호에 의한 상기 제 2 수광부의 정전 용량성 응답 특성과 실질적으로 동일한 광자 검출 장치.






The method according to claim 1,
Wherein the electrostatic capacitive response characteristic of the first light receiving portion by the gate signal is substantially equal to the electrostatic capacitive response characteristic of the second light receiving portion by the gate signal.






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